本発明は、発光ダイオードに関する。より詳しくは、発光ダイオードと、発光ダイオードの発する光によって励起される蛍光体とを組み合わせた灯具に関する。 The present invention relates to a light emitting diode. More specifically, the present invention relates to a lamp that combines a light emitting diode and a phosphor excited by light emitted from the light emitting diode.
発光ダイオードは、素子単体では赤、橙、緑、青等の、半導体材料によって決定される単色の光を発する。しかし、近年の発光ダイオード関連技術の進展によって高出力化が進み、照明用光源として期待されるようになった。この場合、白色発光ダイオードが求められる。 The light emitting diode emits light of a single color determined by a semiconductor material, such as red, orange, green, and blue. However, with the recent progress of light emitting diode related technology, the output has been increased, and it has been expected as a light source for illumination. In this case, a white light emitting diode is required.
白色発光ダイオードは、一般に青色光または近紫外光を発光する発光ダイオード素子と、これに組み合わされる蛍光体によって構成される。即ち、発光ダイオード素子を被覆するモールド樹脂中に蛍光体を含有させ、発光ダイオード素子より発する光の一部又は全部を吸収してより長波長の蛍光に変換する。この蛍光と発光ダイオード素子からの発光との混色によって、又は蛍光単体で白色を発することができる。また、蛍光体の材料の選択によって、白色以外の光を発することもできる。 The white light emitting diode is generally composed of a light emitting diode element that emits blue light or near ultraviolet light and a phosphor combined therewith. That is, a phosphor is contained in the mold resin covering the light emitting diode element, and a part or all of the light emitted from the light emitting diode element is absorbed and converted into longer wavelength fluorescence. White color can be emitted by the color mixture of the fluorescence and the light emission from the light emitting diode element, or by the fluorescence alone. In addition, light other than white can be emitted by selecting a phosphor material.
白色発光ダイオードを照明用光源として用いる場合、見る方向によって発光色又は発光強度が違うことは問題である。従って、この問題を解消し、発光色又は発光強度が方向によらず均一となるように、いくつかの技術が開発されている。 When a white light emitting diode is used as a light source for illumination, it is a problem that the emission color or emission intensity differs depending on the viewing direction. Therefore, several techniques have been developed to solve this problem and make the emission color or emission intensity uniform regardless of the direction.
特許文献１には、発光ダイオード素子と、ガラス等の無機封止材料と、その外面に形成された蛍光体層とによって構成された白色発光ダイオードが開示されている。この蛍光体層の形状は、概ね半球状であり、かつ一定の膜厚である。 Patent Document 1 discloses a white light emitting diode composed of a light emitting diode element, an inorganic sealing material such as glass, and a phosphor layer formed on the outer surface thereof. The phosphor layer has a generally hemispherical shape and a constant film thickness.
特許文献２には、樹脂レンズでモールドされた発光ダイオード素子と、樹脂レンズを覆う蛍光体カバーとによって構成された白色発光ダイオードが開示されている。この蛍光体カバーは、発光ダイオードの指向特性に合致するように、樹脂レンズの頂上付近を厚く、側面を薄くしている。
特許文献１の技術は、発光ダイオードの指向特性が全方向に対して均一であることを前提にして蛍光体層を半球状に、かつ、均一の膜厚で形成している。しかし、実際の発光ダイオードは、一般的にはランバーシアン等の指向特性を有し、全方向に対して均一ではない。従って、この構成によって発光色又は発光強度の不均一性は解消されない。 In the technique of Patent Document 1, the phosphor layer is formed in a hemispherical shape and a uniform film thickness on the assumption that the directivity characteristics of the light emitting diode are uniform in all directions. However, an actual light emitting diode generally has directivity characteristics such as Lambertian and is not uniform in all directions. Therefore, this configuration does not eliminate the unevenness of the emission color or emission intensity.
特許文献２の技術は、発光ダイオードの指向特性に合うように蛍光体層の形状を調整するものである。しかし、蛍光体層の厚さを、発光ダイオードの指向特性に合わせて調整することは少なくとも量産を行う際には困難である。従って、この技術は、量産品に適用するには適切ではない。 The technique of Patent Document 2 adjusts the shape of the phosphor layer so as to match the directivity characteristics of the light emitting diode. However, it is difficult to adjust the thickness of the phosphor layer in accordance with the directivity characteristics of the light emitting diode, at least in mass production. Therefore, this technique is not suitable for mass production.
本発明は、略一定の厚さの波長変換層の立体的形状を、発光ダイオード素子からの発光の放射照度が略一定である面に沿って形成し、発光ダイオード素子と組み合わせるという構成によって、上記の課題を解決するものである。 In the present invention, the three-dimensional shape of the wavelength conversion layer having a substantially constant thickness is formed along a surface in which the irradiance of light emission from the light emitting diode element is substantially constant, and combined with the light emitting diode element, It solves the problem.
また、別の本発明は、略一定の厚さの波長変換層の立体的形状を、所定の発光ダイオード素子からの発光の放射照度が略一定の面に沿って形成した波長変換カバーを提供することによって、上記の課題を解決するものである。 Another aspect of the present invention provides a wavelength conversion cover in which a three-dimensional shape of a wavelength conversion layer having a substantially constant thickness is formed along a surface in which the irradiance of light emitted from a predetermined light emitting diode element is substantially constant. Thus, the above-described problems are solved.
上記の構成により、量産に適した簡易な構成でありながら、発光色又は発光強度が方向によって不均一ではない発光ダイオード灯具を提供することができる。 With the above configuration, it is possible to provide a light-emitting diode lamp that has a simple configuration suitable for mass production but does not have uneven emission color or emission intensity depending on the direction.
以下、本発明を図を参照して説明する。 The present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本発明の実施態様の一部断面等を示した概略図である。光源１００は、発光ダイオード素子１を適切に発光させるための構成である。図１においては、光源１００は、例えば、発光ダイオード素子１、基板３、配線４Ａ、４Ｂ、ワイヤ５Ａ、５Ｂ、枠部６によって構成される。発光ダイオード素子１は、基板３の上にダイボンドされている。また、発光ダイオード素子１は、基板３の上に予め形成された配線４Ａ、４ＢにＡｕワイヤ５Ａ，５Ｂを通じて電気的に接続されている。更に、発光ダイオード素子１の周囲には、枠部６が設置されている。 FIG. 1 is a schematic view showing a partial cross section and the like of an embodiment of the present invention. The light source 100 is a structure for causing the light-emitting diode element 1 to emit light appropriately. In FIG. 1, the light source 100 includes, for example, a light emitting diode element 1, a substrate 3, wirings 4A and 4B, wires 5A and 5B, and a frame portion 6. The light emitting diode element 1 is die-bonded on the substrate 3. The light emitting diode element 1 is electrically connected to wirings 4A and 4B formed in advance on the substrate 3 through Au wires 5A and 5B. Further, a frame portion 6 is installed around the light emitting diode element 1.
透光性カバー７は枠部６の上に固定されている。また、透光性カバー７の形状は、発光ダイオード素子１の指向特性に合致する形状、例えば略球形となっている。透明カバー７の内面には、波長変換層８が形成されている。 The translucent cover 7 is fixed on the frame portion 6. The shape of the translucent cover 7 is a shape that matches the directivity of the light-emitting diode element 1, for example, a substantially spherical shape. A wavelength conversion layer 8 is formed on the inner surface of the transparent cover 7.
発光ダイオード素子１に、配線４Ａ、４Ｂを通じて電流を印加した場合、発光ダイオード素子１は発光する。発光ダイオード素子１から発した光は、波長変換層８に到達し、その一部又は全部が波長変換材料に吸収される。光を吸収した波長変換材料は、吸収した光の波長より長い波長の光を蛍光として放出する。この結果、この蛍光又はこの蛍光と発光ダイオード素子１からの発光の混色光が、透光性カバー７を通して外部へ放出される。 When a current is applied to the light emitting diode element 1 through the wirings 4A and 4B, the light emitting diode element 1 emits light. The light emitted from the light emitting diode element 1 reaches the wavelength conversion layer 8, and part or all of the light is absorbed by the wavelength conversion material. The wavelength conversion material that has absorbed light emits light having a wavelength longer than the wavelength of the absorbed light as fluorescence. As a result, the fluorescent light or the mixed color light from the fluorescent light and the light emitting diode element 1 is emitted to the outside through the translucent cover 7.
光源１００は、発光ダイオード素子１の放熱を促すため、発光ダイオード素子１が高熱伝導性の素子配置部２上にダイボンドされた構造を含んでもよい。この場合、発光ダイオード素子１から発生した熱は、素子配置部２を通じて基板３下部へ伝えられる。特に、発光ダイオード素子１を大電流で駆動することを目的とする場合、素子配置部２の下部に放熱用ヒートシンクを備えた構造とすることは好適である。 The light source 100 may include a structure in which the light emitting diode element 1 is die-bonded on the high heat conductive element arrangement portion 2 in order to promote heat dissipation of the light emitting diode element 1. In this case, the heat generated from the light emitting diode element 1 is transmitted to the lower part of the substrate 3 through the element arrangement part 2. In particular, when the light-emitting diode element 1 is intended to be driven with a large current, it is preferable to have a structure in which a heat sink for heat dissipation is provided below the element arrangement portion 2.
発光ダイオード素子１は、波長変換層８を励起し得る波長の光を発する必要がある。この波長は、例えば３５０〜４９０ｎｍ程度、即ち近紫外〜青色の領域の光を発する発光ダイオードである。このような光を発する発光ダイオードとして、ＧａＮ系ないしＩｎＧａＮ系発光ダイオード、ＺｎＯ系発光ダイオード、ＺｎＳｅ系発光ダイオード等を好適に使用できる。 The light emitting diode element 1 needs to emit light having a wavelength that can excite the wavelength conversion layer 8. This wavelength is, for example, about 350 to 490 nm, that is, a light emitting diode that emits light in the near ultraviolet to blue region. As the light emitting diode that emits such light, a GaN-based or InGaN-based light-emitting diode, a ZnO-based light-emitting diode, a ZnSe-based light-emitting diode, or the like can be suitably used.
波長変換層８は、発光ダイオード素子１からの発光によって励起され、この発光より長波長の光を蛍光として発する機能を持つ。波長変換層８は、例えば、蛍光体を含有した樹脂を透光性カバー７表面に塗布することで形成できる。 The wavelength conversion layer 8 is excited by light emitted from the light emitting diode element 1 and has a function of emitting light having a longer wavelength than the emitted light as fluorescence. The wavelength conversion layer 8 can be formed, for example, by applying a resin containing a phosphor to the surface of the translucent cover 7.
発光ダイオード素子１の発する励起光の波長と所望の発光色によって、使用する蛍光体等は様々に選択できる。例えば、励起光の波長が４６０ｎｍ前後の青色光であって、白色光を得たい場合、ＹＡＧ：Ｃｅ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ等の黄色蛍光体が好適に使用できる。この場合、波長変換層８において吸収されなかった発光ダイオード素子１からの青色光と、上記黄色蛍光体由来の黄色光とが混じり、白色光が外部に放出される。Depending on the wavelength of the excitation light emitted from the light-emitting diode element 1 and the desired emission color, various phosphors can be selected. For example, when the excitation light is a blue light having a wavelength of around 460 nm and white light is desired, a yellow phosphor such as YAG: Ce, (Ba, Ca, Sr)2 SiO4 : Eu can be preferably used. In this case, the blue light from the light emitting diode element 1 that has not been absorbed in the wavelength conversion layer 8 is mixed with the yellow light derived from the yellow phosphor, and white light is emitted to the outside.
また、上記黄色蛍光体の代わりに緑色蛍光体と、赤色蛍光体との混合させたものであっても良い。かかる混合蛍光体を用いる場合、赤色光の成分を多く含む演色性の良い白色を得ることができる。この目的に用いる場合、緑色蛍光体としてはＢａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕや(Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ)(Ａｌ，Ｇａ)２Ｓ４：Ｅｕ等、赤色蛍光体としてはＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，ＳｍやＣａ−ＳｉＡｌＯＮ等の酸窒化物系蛍光体を好適に使用できる。Further, instead of the yellow phosphor, a mixture of a green phosphor and a red phosphor may be used. When such a mixed phosphor is used, white having good color rendering properties including a large amount of red light component can be obtained. When used for this purpose, green phosphors such as Ba2 SiO4 : Eu, Ba2 MgSi2 O7 : Eu and (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga)2 S4 : Eu are used as red phosphors. Can be suitably used oxynitride phosphors such as La2 O2 S: Eu, Sm and Ca—SiAlON.
また、励起光の波長が４６０ｎｍ前後の青色光であって、赤色の蛍光を発する蛍光体のみで波長変換層８を構成した場合、外部には発光ダイオード素子１由来の青色光と波長変換層８からの赤色の蛍光の混色光、即ち紫色の発光が放出される。同様に、緑色の蛍光を発する蛍光体のみで波長変換層８を構成した場合、青緑色の発光が外部に放出される。更に、白色以外の他の色調の発光色を得るために、蛍光体の成分または混合比等を調整することも可能である。 Further, when the wavelength conversion layer 8 is composed of only blue phosphor having a wavelength of excitation light of around 460 nm and emitting red fluorescence, the blue light derived from the light emitting diode element 1 and the wavelength conversion layer 8 are externally provided. , A red fluorescent mixed color light, i.e., a purple light emission. Similarly, when the wavelength conversion layer 8 is composed of only a phosphor emitting green fluorescence, blue-green light emission is emitted to the outside. Furthermore, in order to obtain a light emission color other than white, it is possible to adjust the phosphor components or the mixing ratio.
励起光として、例えば３９０ｎｍ前後の近紫外光を用いても良い。このような波長の光によって励起される蛍光体としては、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ等のＢＡＭ蛍光体、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕや（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等を用いることができる。As the excitation light, for example, near ultraviolet light of around 390 nm may be used. Examples of the phosphor excited by light having such a wavelength include BAM phosphors such as BaMgAl10 O17 : Eu, Mn, Y2 O2 S: Eu, and (Mg, Ca, Sr, Ba)10 (PO4 )6 Cl2 : Eu or the like can be used.
波長変換層８は、略一定の厚さで形成されている。ここで「略一定の厚さ」とは、波長変換層８のある地点の厚さが、波長変換層８全体における平均の厚さに対して±１０％以内の相違でしかない場合、一定であるとみなす意である。波長変換層８の厚さ１０％違っても、外部に放出される光を観察する人間の目には概ね同じ明るさに見えるからである。 The wavelength conversion layer 8 is formed with a substantially constant thickness. Here, “substantially constant thickness” is constant when the thickness of a certain point of the wavelength conversion layer 8 is only within ± 10% of the average thickness of the wavelength conversion layer 8 as a whole. It is a will to be considered. This is because even if the thickness of the wavelength conversion layer 8 is different by 10%, it looks almost the same brightness to the human eyes observing the light emitted to the outside.
放射照度とは、受光面に入射する放射束を受光面の面積で割った、いわゆる受光面における放射束密度である。波長変換層８の形状は、この放射照度が略一定の面に沿って形成される。ここで、「放射照度が略一定」とは、波長変換層８表面上のある地点における放射照度が、波長変換層８全表面における平均値に対して±１０％以内の相違でしかない場合、一定であるとみなす意である。波長変換層８表面上における放射照度が１０％違っても、外部に放出される光を観察する人間の目には概ね同じ明るさに見えるからである。 The irradiance is a so-called light flux density on the light receiving surface obtained by dividing the radiation flux incident on the light receiving surface by the area of the light receiving surface. The shape of the wavelength conversion layer 8 is formed along a surface where the irradiance is substantially constant. Here, “irradiance is substantially constant” means that the irradiance at a certain point on the surface of the wavelength conversion layer 8 is a difference within ± 10% with respect to the average value on the entire surface of the wavelength conversion layer 8. The intention is to consider it constant. This is because even if the irradiance on the surface of the wavelength conversion layer 8 is different by 10%, it looks almost the same brightness to the human eyes observing the light emitted to the outside.
発光ダイオード素子１は、典型的にはランバーシアンの指向特性で発光する。ランバーシアンの指向特性とは、発光ダイオード素子１の上面中央を原点とし、この点を通る垂線と成す角度方向から見た放射照度がコサインカーブを描くことをいう。具体的には、図２に示す指向特性である。図１の透光性カバー７及び波長変換層８の形状も、上記ランバーシアンの指向特性に合致するように略球形としている。 The light-emitting diode element 1 typically emits light with Lambertian directivity. The Lambertian directivity refers to the fact that the irradiance viewed from the angle direction formed by the perpendicular line passing through the center of the top surface of the light emitting diode element 1 draws a cosine curve. Specifically, the directivity shown in FIG. The shapes of the translucent cover 7 and the wavelength conversion layer 8 in FIG. 1 are also substantially spherical so as to match the Lambertian directivity.
光源１００は、更に発光ダイオード素子１に所定の指向特性を与えるために光学的に結合した光学要素、典型的にはレンズ又はプリズムを含んでも良い。例えば、図３Ａに示すように発光ダイオード素子１はレンズ９と結合することで、その指向特性を図３Ｂのように細長くすることができる。この場合、発光ダイオード素子１を覆う透光性カバー７、波長変換層８の形状は、上記指向特性に合致するものとする。即ち、光学要素を結合して所定の指向特性を与えることによって、波長変換層８の形状は、発光ダイオード素子１の指向特性に関わらず決定される。 The light source 100 may further include an optical element, typically a lens or a prism, optically coupled to give the light emitting diode element 1 a predetermined directivity. For example, as shown in FIG. 3A, the light emitting diode element 1 can be combined with the lens 9 so that the directivity characteristic thereof can be elongated as shown in FIG. 3B. In this case, the shapes of the translucent cover 7 and the wavelength conversion layer 8 that cover the light emitting diode element 1 are assumed to match the directivity characteristics. That is, the shape of the wavelength conversion layer 8 is determined regardless of the directivity characteristic of the light-emitting diode element 1 by combining the optical elements to give a predetermined directivity characteristic.
光源１００は、発光ダイオード素子１を封止する樹脂を含んでも良い。封止する場合、発光ダイオード素子１の発光を吸収しない、実質的に透明な樹脂が選択される。好適には、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂が使用される。樹脂封止により、発光ダイオード素子１の内部と外部の屈折率差が緩和され、外部光取り出し効率が上昇する。また、発光ダイオード素子１の物理的保護に資する。 The light source 100 may include a resin that seals the light emitting diode element 1. In the case of sealing, a substantially transparent resin that does not absorb light emitted from the light emitting diode element 1 is selected. Preferably, an epoxy resin or a silicone resin is used. By resin sealing, the difference in refractive index between the inside and outside of the light emitting diode element 1 is relaxed, and the external light extraction efficiency is increased. Further, it contributes to physical protection of the light emitting diode element 1.
光源１００は、発光ダイオード素子１を複数個含んでも良い。複数個の発光ダイオード素子１の発光の指向特性は、拡散材を含む樹脂で封止することにより、封止樹脂表面を発光面とするランバーシアン特性を示す。この構成により、複数の発光ダイオード素子１を用いた高出力の灯具を得られる。 The light source 100 may include a plurality of light emitting diode elements 1. The light emission directivity characteristics of the plurality of light emitting diode elements 1 are Lambertian characteristics in which the sealing resin surface is a light emitting surface by sealing with a resin containing a diffusing material. With this configuration, a high-output lamp using a plurality of light-emitting diode elements 1 can be obtained.
透光性カバー７は、本実施形態において、波長変換層８をその内面に塗布することと、発光ダイオード素子１を物理的に保護することを目的として用いている。透光性カバー７は、ある程度の剛性と、光源１００又は波長変換層８からの蛍光を透過する透光性とを要する。また、波長変換層８を透光性カバー７の内面に塗布するために、この内面は光源１００の指向特性に合致した形状に形成される。この要求を満足するため、透光性カバー７はアクリルやポリカーボネート等の成型性のよい樹脂によって構成される。なお、波長変換層８は、透光性カバー７を形成する材料の内部に含まれても良い。 In this embodiment, the translucent cover 7 is used for the purpose of applying the wavelength conversion layer 8 on the inner surface and physically protecting the light emitting diode element 1. The translucent cover 7 requires a certain degree of rigidity and translucency for transmitting fluorescence from the light source 100 or the wavelength conversion layer 8. Further, in order to apply the wavelength conversion layer 8 to the inner surface of the translucent cover 7, the inner surface is formed in a shape that matches the directivity characteristics of the light source 100. In order to satisfy this requirement, the translucent cover 7 is made of a resin with good moldability such as acrylic or polycarbonate. The wavelength conversion layer 8 may be included in the material forming the translucent cover 7.
波長変換層８が透光性カバー７内面に塗布されているか、透光性カバー７を形成する材料の内部に含まれる場合、透光性カバー７外面を粗面化しても良い。波長変換層８は、発光ダイオード素子１の発する光によって励起され、蛍光を発する際、一部のエネルギーを熱として放出する。即ち、波長変換層８及びその周囲の温度が上昇する。一般に、波長変換層８が蛍光を発する効率は温度の上昇に伴って低下する。従って、波長変換層８の温度を低下を図ることは、灯具から安定した発光を得るために好ましい。透光性カバー７外面の粗面化によって、空気との接触面積を増やし、波長変換層８から透光性カバー７を介しての放熱を促進し、上記効果を得ることができる。 When the wavelength conversion layer 8 is applied to the inner surface of the translucent cover 7 or included in the material forming the translucent cover 7, the outer surface of the translucent cover 7 may be roughened. The wavelength conversion layer 8 is excited by light emitted from the light emitting diode element 1 and emits a part of energy as heat when emitting fluorescence. That is, the temperature of the wavelength conversion layer 8 and its surroundings rises. Generally, the efficiency with which the wavelength conversion layer 8 emits fluorescence decreases as the temperature increases. Therefore, it is preferable to lower the temperature of the wavelength conversion layer 8 in order to obtain stable light emission from the lamp. By roughening the outer surface of the translucent cover 7, the contact area with air can be increased, heat dissipation from the wavelength conversion layer 8 through the translucent cover 7 can be promoted, and the above effect can be obtained.
波長変換層８は、透光性カバー７の外面に塗布されても良い。かかる場合、波長変換層８は直接空気と接触するため、一層放熱が促進される。なお、その際には透光性カバー７の外面は光源１００の指向特性に合致した形状に形成される。 The wavelength conversion layer 8 may be applied to the outer surface of the translucent cover 7. In this case, since the wavelength conversion layer 8 is in direct contact with air, heat dissipation is further promoted. In this case, the outer surface of the translucent cover 7 is formed in a shape that matches the directivity characteristic of the light source 100.
波長変換層８のみで自立できる程度の剛性がある場合、図４の変形例のように透光性カバー７はなくても良い。例えば、波長変換層８として蛍光性を示す樹脂を用いた場合、かかる形態をとることが可能となる。このような樹脂も成型等公知の手段によって比較的自由に所定の形状を得ることが可能であり、波長変換層８として蛍光体層を塗布する場合と比較して塗布する工程を省くことができ、好適である。 In the case where there is rigidity enough to be able to stand on its own only by the wavelength conversion layer 8, the translucent cover 7 may be omitted as in the modification of FIG. For example, when a resin exhibiting fluorescence is used as the wavelength conversion layer 8, such a form can be taken. It is possible to obtain such a resin with a predetermined shape relatively freely by known means such as molding, and the step of applying the resin can be omitted as compared with the case of applying the phosphor layer as the wavelength conversion layer 8. Is preferable.
図５は、波長変換層８及び透光性カバー７と、枠部６との間を着脱可能とした構造とした変形例である。波長変換層８及び透光性カバー７と、枠部６との間は、例えば磁石と位置合わせのための凹部を組み合わせた着脱可能構造１０Ａ、１０Ｂであっても良い。また、ネジ止めや爪による係止構造であっても良い。このような着脱可能な構造にすることにより、波長変換層８及び透光性カバー７とを合わせた波長変換カバーを自在に変更できるため、本発明になる灯具の発光色を、使用者が自由に変更することができる。 FIG. 5 shows a modification in which the wavelength conversion layer 8 and the translucent cover 7 and the frame 6 are detachable. The space 6 between the wavelength conversion layer 8 and the translucent cover 7 and the frame portion 6 may be, for example, removable structures 10A and 10B that combine a magnet and a concave portion for alignment. Moreover, the latching structure by screwing or a nail | claw may be sufficient. By adopting such a detachable structure, the wavelength conversion cover including the wavelength conversion layer 8 and the translucent cover 7 can be freely changed, so that the user can freely change the emission color of the lamp according to the present invention. Can be changed.
次に、本発明の実施例を図に基づいて示す。図６は、本実施例で透光性カバーとして使用した透明アクリル樹脂製の略球殻構造の断面を示す図である。この略球殻構造の直径は１２．５ｍｍ、切り欠かれた下辺部から球殻上部までの高さは１０ｍｍ、厚みは１．２５ｍｍとした。透光性カバーを成型によって形成した後、透光性カバーの外側に略均一に波長変換層として蛍光体層を形成した。この蛍光体層は、（Ｂａ０．７５Ｓｒ０．２５）２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体を分散したエナメル樹脂を、吹き付けることによって形成した。厚みは約３００μｍとした。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a view showing a cross section of a substantially spherical shell structure made of a transparent acrylic resin used as a translucent cover in the present embodiment. The diameter of the substantially spherical shell structure was 12.5 mm, the height from the cut-out lower side portion to the upper portion of the spherical shell was 10 mm, and the thickness was 1.25 mm. After forming the translucent cover by molding, a phosphor layer was formed as a wavelength conversion layer substantially uniformly on the outside of the translucent cover. This phosphor layer was formed by spraying an enamel resin in which (Ba0.75 Sr0.25 )2 SiO4 : Eu phosphor was dispersed. The thickness was about 300 μm.
光源に用いる発光ダイオード素子として、青色発光ダイオード（Ｃｒｅｅ社製・型番ＥＺＰＣ１０００）を用いた。この青色発光ダイオードの配光特性と発光スペクトルは、図７Ａ、Ｂに示す通りである。発光ダイオード素子は、基板上にダイボンドされ、基板上に形成された配線にＡｕワイヤによって電気的に接続された。 As a light emitting diode element used for the light source, a blue light emitting diode (manufactured by Cree, model number EZPC1000) was used. The light distribution characteristics and emission spectrum of this blue light emitting diode are as shown in FIGS. 7A and 7B. The light-emitting diode element was die-bonded on the substrate and electrically connected to the wiring formed on the substrate by an Au wire.
光源と、波長変換層を形成した透光性カバーとを組み合わせた構造を作製し、光源の発光ダイオード素子に電流を印加して測定を行った。本構造において、順方向電流を５００ｍＡ印加し、角度毎のＣＩＥ色度座標上における色度を測定した。測定には大塚電子社製のｐｈｏｔａｌ ＭＣＰＤ−３０００を用いた。また、比較例として、透光性カバーの構造を図８に示す半径１０ｍｍ、厚さ１．２５ｍｍの半球状とした以外は同一の条件としたものについても測定した。 A structure in which a light source and a translucent cover on which a wavelength conversion layer was formed was fabricated, and measurement was performed by applying a current to the light emitting diode element of the light source. In this structure, a forward current of 500 mA was applied, and the chromaticity on the CIE chromaticity coordinates for each angle was measured. For the measurement, photo MCPD-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used. Further, as a comparative example, measurements were also made on the same conditions except that the structure of the translucent cover was a hemisphere having a radius of 10 mm and a thickness of 1.25 mm shown in FIG.
測定結果は、表１に示した。
表中の「測定角度」は、測定した方向が、発光ダイオード素子上面に対して鉛直方向である場合を０°とし、平行方向である場合を９０°または−９０°としたものである。また、「色度（ｘ）」、「色度（ｙ）」は、ＣＩＥ色度座標上のｘ値、ｙ値を示す。更に、「平均値」は、その上に記載された列の値の加算平均値、「ばらつき」は、その上に記載された列の値の平均絶対偏差を示す。実施例の値は、比較例に比してばらつきが小さい、即ち、色むらが少ないことが分かった。 The “measurement angle” in the table is 0 ° when the measured direction is perpendicular to the upper surface of the light emitting diode element, and 90 ° or −90 ° when the measured direction is parallel. “Chromaticity (x)” and “chromaticity (y)” indicate the x value and y value on the CIE chromaticity coordinates. Further, “average value” indicates an addition average value of the column values described above, and “variation” indicates an average absolute deviation of the column values described above. The values of the examples were found to have less variation than the comparative examples, i.e., less color unevenness.
実施例と比較例との全光束値をｌａｂｓｐｈｅｒｅ社製１０ｉｎｃｈ積分球で測定した結果を、図９に示す。図９において、縦軸は光束（単位：ルーメン（ｌｍ））、横軸は発光ダイオード素子に印加した順方向電流（単位：ｍＡ）である。この図から分かるように、実施例、比較例とも全光束量はほとんど変わらなかった。 FIG. 9 shows the result of measuring the total luminous flux values of the example and the comparative example with a 10 inch integrating sphere manufactured by labsphere. In FIG. 9, the vertical axis represents the luminous flux (unit: lumen (lm)), and the horizontal axis represents the forward current (unit: mA) applied to the light emitting diode element. As can be seen from the figure, the total luminous flux was almost the same in both the example and the comparative example.
しかし、図１０によると、実施例は波長変換層全体に渡って、均一な発光が観察された。一方で、図１１の比較例は、発光ダイオード素子上面に対して概ね平行方向において、波長変換層全周に渡って発光強度が弱い部分が観察された。この点から、発光むらの低減においても本発明は効果があることが分かった。 However, according to FIG. 10, in the example, uniform light emission was observed over the entire wavelength conversion layer. On the other hand, in the comparative example of FIG. 11, a portion where the emission intensity was weak was observed over the entire circumference of the wavelength conversion layer in a direction substantially parallel to the upper surface of the light emitting diode element. From this point, it has been found that the present invention is effective in reducing unevenness in light emission.
１ 発光ダイオード素子
２ 素子配置部
３ 基板
４Ａ、Ｂ 配線
５Ａ、Ｂ ワイヤ
６ 枠部
７ 透光性カバー
８ 波長変換層
９ 光学要素
１０Ａ、Ｂ 着脱可能構造
１００ 光源DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting diode element 2 Element arrangement | positioning part 3 Board | substrate 4A, B wiring 5A, B wire 6 Frame part 7 Translucent cover 8 Wavelength conversion layer 9 Optical element 10A, B Detachable structure 100 Light source
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007103480AJP2008262765A (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Light emitting diode lamp having wavelength conversion layer |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007103480AJP2008262765A (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Light emitting diode lamp having wavelength conversion layer |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008262765Atrue JP2008262765A (en) | 2008-10-30 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007103480APendingJP2008262765A (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Light emitting diode lamp having wavelength conversion layer |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008262765A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101253559B1 (en) | 2011-07-15 | 2013-04-11 | 주식회사 네패스엘이디 | Cover replacement type light emitting device |
| JP2013521647A (en)* | 2010-03-03 | 2013-06-10 | クリー インコーポレイテッド | Radiators with improved color rendering index through phosphor separation |
| JP2013534688A (en)* | 2010-03-03 | 2013-09-05 | クリー インコーポレイテッド | A non-uniform diffuser that scatters light into a uniform radiation pattern |
| US8882284B2 (en) | 2010-03-03 | 2014-11-11 | Cree, Inc. | LED lamp or bulb with remote phosphor and diffuser configuration with enhanced scattering properties |
| US8931933B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-01-13 | Cree, Inc. | LED lamp with active cooling element |
| CN104334959A (en)* | 2012-06-05 | 2015-02-04 | 皇家飞利浦有限公司 | Lighting device having a remote wave length converting layer |
| US9024517B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-05-05 | Cree, Inc. | LED lamp with remote phosphor and diffuser configuration utilizing red emitters |
| US9057511B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-06-16 | Cree, Inc. | High efficiency solid state lamp and bulb |
| US9062830B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-06-23 | Cree, Inc. | High efficiency solid state lamp and bulb |
| US9068701B2 (en) | 2012-01-26 | 2015-06-30 | Cree, Inc. | Lamp structure with remote LED light source |
| US9217544B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-12-22 | Cree, Inc. | LED based pedestal-type lighting structure |
| US9234655B2 (en) | 2011-02-07 | 2016-01-12 | Cree, Inc. | Lamp with remote LED light source and heat dissipating elements |
| US9275979B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-03-01 | Cree, Inc. | Enhanced color rendering index emitter through phosphor separation |
| US9316361B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-04-19 | Cree, Inc. | LED lamp with remote phosphor and diffuser configuration |
| US9412926B2 (en) | 2005-06-10 | 2016-08-09 | Cree, Inc. | High power solid-state lamp |
| US9488359B2 (en) | 2012-03-26 | 2016-11-08 | Cree, Inc. | Passive phase change radiators for LED lamps and fixtures |
| US9500325B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-11-22 | Cree, Inc. | LED lamp incorporating remote phosphor with heat dissipation features |
| US9625105B2 (en) | 2010-03-03 | 2017-04-18 | Cree, Inc. | LED lamp with active cooling element |
| US10359151B2 (en) | 2010-03-03 | 2019-07-23 | Ideal Industries Lighting Llc | Solid state lamp with thermal spreading elements and light directing optics |
| US10451251B2 (en) | 2010-08-02 | 2019-10-22 | Ideal Industries Lighting, LLC | Solid state lamp with light directing optics and diffuser |
| CN110594690A (en)* | 2019-08-02 | 2019-12-20 | 上海智瞳道和实业有限公司 | Laser lighting system and automobile laser lighting device thereof |
| US10665762B2 (en) | 2010-03-03 | 2020-05-26 | Ideal Industries Lighting Llc | LED lamp incorporating remote phosphor and diffuser with heat dissipation features |
| US11251164B2 (en) | 2011-02-16 | 2022-02-15 | Creeled, Inc. | Multi-layer conversion material for down conversion in solid state lighting |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9412926B2 (en) | 2005-06-10 | 2016-08-09 | Cree, Inc. | High power solid-state lamp |
| US9500325B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-11-22 | Cree, Inc. | LED lamp incorporating remote phosphor with heat dissipation features |
| US9062830B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-06-23 | Cree, Inc. | High efficiency solid state lamp and bulb |
| US8882284B2 (en) | 2010-03-03 | 2014-11-11 | Cree, Inc. | LED lamp or bulb with remote phosphor and diffuser configuration with enhanced scattering properties |
| US8931933B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-01-13 | Cree, Inc. | LED lamp with active cooling element |
| US10665762B2 (en) | 2010-03-03 | 2020-05-26 | Ideal Industries Lighting Llc | LED lamp incorporating remote phosphor and diffuser with heat dissipation features |
| US9024517B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-05-05 | Cree, Inc. | LED lamp with remote phosphor and diffuser configuration utilizing red emitters |
| US9057511B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-06-16 | Cree, Inc. | High efficiency solid state lamp and bulb |
| JP2013521647A (en)* | 2010-03-03 | 2013-06-10 | クリー インコーポレイテッド | Radiators with improved color rendering index through phosphor separation |
| US9310030B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-04-12 | Cree, Inc. | Non-uniform diffuser to scatter light into uniform emission pattern |
| US10359151B2 (en) | 2010-03-03 | 2019-07-23 | Ideal Industries Lighting Llc | Solid state lamp with thermal spreading elements and light directing optics |
| US9217544B2 (en) | 2010-03-03 | 2015-12-22 | Cree, Inc. | LED based pedestal-type lighting structure |
| US9625105B2 (en) | 2010-03-03 | 2017-04-18 | Cree, Inc. | LED lamp with active cooling element |
| JP2013534688A (en)* | 2010-03-03 | 2013-09-05 | クリー インコーポレイテッド | A non-uniform diffuser that scatters light into a uniform radiation pattern |
| US9316361B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-04-19 | Cree, Inc. | LED lamp with remote phosphor and diffuser configuration |
| US9275979B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-03-01 | Cree, Inc. | Enhanced color rendering index emitter through phosphor separation |
| US10451251B2 (en) | 2010-08-02 | 2019-10-22 | Ideal Industries Lighting, LLC | Solid state lamp with light directing optics and diffuser |
| US9234655B2 (en) | 2011-02-07 | 2016-01-12 | Cree, Inc. | Lamp with remote LED light source and heat dissipating elements |
| US11251164B2 (en) | 2011-02-16 | 2022-02-15 | Creeled, Inc. | Multi-layer conversion material for down conversion in solid state lighting |
| KR101253559B1 (en) | 2011-07-15 | 2013-04-11 | 주식회사 네패스엘이디 | Cover replacement type light emitting device |
| US9068701B2 (en) | 2012-01-26 | 2015-06-30 | Cree, Inc. | Lamp structure with remote LED light source |
| US9488359B2 (en) | 2012-03-26 | 2016-11-08 | Cree, Inc. | Passive phase change radiators for LED lamps and fixtures |
| CN104334959B (en)* | 2012-06-05 | 2019-01-22 | 飞利浦照明控股有限公司 | Lighting device with remote wavelength conversion layer |
| JP2015520494A (en)* | 2012-06-05 | 2015-07-16 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Illumination device having remote wavelength conversion layer |
| CN104334959A (en)* | 2012-06-05 | 2015-02-04 | 皇家飞利浦有限公司 | Lighting device having a remote wave length converting layer |
| CN110594690A (en)* | 2019-08-02 | 2019-12-20 | 上海智瞳道和实业有限公司 | Laser lighting system and automobile laser lighting device thereof |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2008262765A (en) | Light emitting diode lamp having wavelength conversion layer | |
| JP5274009B2 (en) | Light emitting device | |
| CN103262267B (en) | Optoelectronic semiconductor component | |
| JP5544369B2 (en) | Optoelectronic parts | |
| US20110089815A1 (en) | Light-emitting device | |
| JP5443959B2 (en) | Lighting device | |
| CN108966666A (en) | Light source device and light emitting device | |
| TW200807758A (en) | Side-view surface mount white LED | |
| WO2012121304A1 (en) | Light-emitting device, and lighting device equipped with light-emitting device | |
| TW200836382A (en) | White light emitting device and white light source module using the same | |
| WO2014196498A1 (en) | Lighting device and optical member | |
| JP2009076576A (en) | Light emitting device | |
| US10533729B2 (en) | Light source with LED chip and luminophore layer | |
| US20160377240A1 (en) | Illumination light source, illumination apparatus, outdoor illumination apparatus, and vehicle headlight | |
| TW201306325A (en) | White light emitting element, display device, and lighting device using the same | |
| KR20160015447A (en) | Lens, light source module, lighting device and lighting system | |
| JP2014060328A (en) | Light-emitting device | |
| JP2013229230A (en) | Lighting device | |
| JP2008218998A (en) | Light emitting device | |
| JP2008244468A (en) | Light emitting device | |
| KR100868204B1 (en) | Light emitting diode using diffusion material and manufacturing method thereof | |
| CN102299238B (en) | The LED illumination utensil of light-emitting device and this light-emitting device of use | |
| CN110224054B (en) | Single-color LED for plant illumination and plant illumination lamp | |
| JP2008244469A (en) | Light emitting device | |
| WO2013118571A1 (en) | Semiconductor light emission device |